后压浆旋挖孔灌注桩施工技术研究

1、后压浆旋挖钻孔灌注桩施工技术应用研究1. 工程概况基础采用后压浆钻孔灌注桩，桩长24.1m，桩径1000mm。2. 工艺原理及方法步骤2.1 工艺原理旋挖钻机成孔工艺具有世界先进水平，其成孔工艺是利用筒式钻头底部的斗齿，切削土体，并压入容器内，然后自动伸缩钻杆提出钻头倾倒土体，如此反复完成成孔作业，从而大大提高了成孔效率；后压浆施工技术是通过预埋压浆管，在灌注砼后的一定时间内，用适宜的压力对桩侧或桩底进行压力注浆，以提高桩的承载力，从而减少桩径、桩长、降低工程造价。2.2方法步骤2.2.1.施工工艺流程后压浆旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程如下图所示：施工工艺流程图2.2.2.泥浆制备及处理泥浆制备

2、为了增加泥浆的粘度，同时减少其失水率，在配置泥浆时可加入微量的纤维素或聚丙稀酰胺。泥浆的日常维护主要应该做到：经常测定泥浆参数，掌握其性能，然后根据测定的泥浆参数确定对泥浆的调整。 本工程根据实际地层条件，实际测定的泥浆控制标准：泥浆的比重为1.051.10，粘度1720s，含砂率不大于2%。泥浆回收及净化由于地层泥砂、灌注过程中混凝土的污染，泥浆会逐渐失去原有性能而产生变质，所以在施工过程中要不断除去所含泥砂，并调整泥浆性能指标在规定范围内。为此设置泥浆处理系统，泥浆回收后使用振动筛和旋流除砂器进行净化处理。埋设防护口管测量防护口管标高钻机就位钻 进清孔、测量沉渣厚度孔深满足设计要求钻机移位

3、沉渣厚度满足设计要求成孔工艺流程图泥浆处理设备采用旋流除砂器、振动筛和3PNL泵，灌注砼后回收泥浆用泥浆泵先送入旋流除砂器，再通过振动筛后流入泥浆沉淀池，经过一定时间沉淀后泵入供浆池进行重复利用。2.2.3.成孔施工工艺流程，如右图：埋设防护口管埋设防护口管由人工配合旋挖钻机完成，防护口管埋设前先根据桩位引出四角控制桩，控制桩用10钢筋制作。防护口管埋设具体步骤如下：首先由旋挖钻机挖孔1.5m左右，再用人工配合钻机将防护口管对位，位置放正后，用钻机钻杆将钢防护口管压入土中，防护口管顶高出地面30cm，周围填实，防止护防护口管筒掉落。防护口管埋设偏差不大于20mm，并保证防护口管垂直、水平。钻进

4、使用旋挖钻机成孔，为防止孔内缺浆造成孔口坍塌，开孔前必须在防护口管周围做一个围堰，形成一个缓存泥浆池，缓存池容量不小于1.5m3。钻进过程中每当钻具完全下到孔底后，必须及时向孔内补充泥浆，使围堰内充满泥浆，在钻杆提升过程中，围堰中的泥浆及时回流至孔内，确保钻孔内不缺浆。根据本工程的地质条件，旋挖钻机需配备2种钻头，即挖泥钻头、挖砂钻头，现分述如下：对粘性土层，可使用挖泥钻头，挖泥钻头的底盖为单层。对砂层则采用挖砂钻头，挖砂钻头和挖泥钻头的结构基本一致，但为保证钻头的密封性，这种钻头的底部为双层底，施工时通过双层底的旋转打开和闭合。旋挖钻机在松散层中钻进时每次进尺控制在5060cm，采用少钻勤提

5、方式，地层较稳定时可适当增加进尺。在下放和提升钻头时速度要平稳，以免强烈的撞击造成孔壁坍塌，而且在钻进过程中要经常检查钻头通气孔，必须保证钻头通气孔的畅通无阻。施工过程中应仔细观察地层变化，根据地层情况及时更换适合于地层的钻头。根据土层实际情况，测定的泥浆最佳值为：制备泥浆的比重为1.051.10，粘度1720s，含砂率不大于2%，桩孔孔内泥浆比重为1.151.25，粘度为1822s，含砂率不大于8%。（3）桩孔安全防护桩成孔后浇筑砼前，在桩孔上覆盖孔距小于20cm的钢筋篦子并插红旗标示，砼浇筑后亦采用此方法。（4）钢筋笼制作钢筋笼均需分段制作，钢筋笼主筋焊接采用闪光对焊，螺旋筋采用绑扎方式成

6、型，相邻绑点方向相反。钢筋笼成型时，应将主筋接头错开，同一截面接头数量不超过主筋总根数的50%，相邻接头纵向间距应大于35d。（5）钢筋笼运输将成品钢筋笼运输至施工现场时采用专门钢筋笼运输车进行运输，以保证入孔前钢筋笼主筋的平直，防止变形。（6）钢筋笼吊放与定位钢筋笼吊放时应采用三点起吊，以防止钢筋笼产生永久变形。分节制作的采用两点起吊，先吊装、固定好第二节，再吊装第一节，接头采用单面搭接焊。在施工过程中，应采取有效的钢筋定位措施，确保钢筋保护层的厚度符合设计要求。因此，在钢筋笼外部每隔4米应设置一道定型生产的纤维砂浆块，每道4个，灌注混凝土前，应仔细检查定位块的位置、数量及紧固程度，保证钢筋

7、笼不移位，确保钢筋的混凝土保护层厚度满足设计和规范要求。在下设钢筋笼过程中，钢筋笼要保持竖直，钢筋笼中心线与桩中心尽量重合，向下放送时速度要慢，减少钢筋笼对孔壁的刮蹭。钢筋笼安放时采用双吊钩脱钩装置，将钢筋笼固定至设计标高，防止钢筋笼掉落孔底。2.2.4.后压浆施工钻孔灌注桩采用桩端后压浆技术消除沉渣及提高单桩承载力，该工序应在灌注桩施工完成后及时进行，以免影响压浆效果。 压浆管布置采用桩端后压浆，根据地层条件，桩端采用两根（25×2焊管）注浆管及压浆环管，桩端注浆阀标高低于钢筋笼底端100300。注浆管上端设置丝堵，桩端压浆环管与压浆管连通，形成密封系统，注浆管连接采用焊接方式，连

8、接必须密封牢固，采用12#14#铅丝和钢筋笼主筋和加劲箍筋绑扎牢固。注浆管材料：注浆管采用两根25焊管。注浆管所有接头应焊接牢固，无砂眼、无漏焊，防止由于出现焊接质量原因导致注浆管堵塞。桩端注浆阀采用压浆环管。 浆液配比压浆浆液采用原材料主要包括水泥、高效减水剂和膨胀剂。水泥的强度等级为P.O32.5的普通硅酸盐水泥。浆液可采用水灰比为1：1.31：1.5的水泥浆液，并掺加适量的减水剂和膨胀剂，桩端注浆水泥用量为1t1.5t。浆液搅拌时应严格按技术交底配比计量，浆液搅拌要均匀，确保水泥浆液具有良好的和易性。 压浆施工工艺本工程压浆使用BW250型注浆泵，BW250注浆泵的最大工作压力可达7.0

9、MPa。成桩后24小时开环，48小时压浆压浆。压浆时应严格控制稳定压力和最大压力控制满足设计要求。注浆时压力要稳定，终止压力为1.5MPa。出浆孔在压浆管下设前一定要密封，下放钢筋笼时要注意由于孔壁摩擦或其它原因而造成密封破损，而导致出浆孔堵死。压浆时如果出现异常情况时，应采取相应措施加以解决：a）发现桩孔壁周围出现冒浆，立即停止压浆。b）在一根管压浆时，如果另一根管冒浆，应立即封闭冒浆管，直至压浆管的压浆量达到设计值后，关闭压浆管，进行另一根管的压浆。c）如果压浆管的压力很小（或无压），而压浆量又异常大时，或者周围地层出现冒浆时，应停止压浆，用清水将压浆管的浆液清洗干净，暂停612小时，再进

10、行压浆。再压浆的压浆量应不小于设计压浆量，此前所压入的浆液不计入压浆量内。后压浆技术控制标准桩端和桩侧各布置一根压浆管。压浆量控制在1.5m32.0m3如果压浆压力超过1.0MPa，压浆量至少保证1.5m3以上。如果压浆量达到2.0m3压浆压力小于1.0 MPa可停止注浆。压浆所用浆液水灰比为0.8：1，适量加入减水剂。压浆时要严格控制压浆压力，通常情况下稳定压力为1.0MPa。浆液分配比例：桩侧压浆量：桩端压浆量=2：1。2.3桩基施工中需要注意的问题和预防措施：2.3.1.沉渣原因分析：泥浆中含砂率较高，成孔完成后沉积而成。钻孔过程钻渣掉入孔内，沉积而成。泥浆性能指标不符合要求，未能有效保

11、护孔壁，孔壁掉块入孔底。泥浆经循环使用后含杂质太多，造成泥浆胶体率下降，从而造成泥浆中的悬浮物下沉入孔底。成孔后停滞时间过长，导致出现沉渣。预防措施：前期管理人员进入现场后立即进行造浆材料的调研，选用优质粘土、火碱、纤维素和聚炳烯酰胺。配制出适合于本工程的优质泥浆。确定了泥浆配比后，要加强对造浆人员进行培训，确保实际配制出的泥浆符合施工要求。根据地层的变化，实时调整泥浆性能指标，有效保护孔壁，防止坍塌。如果灌注前检查孔内有沉渣，则在导管下设完成后采取有效的二次清孔措施，确保孔内沉渣满足设计要求。加强工序之间的衔接，成孔后立即下钢筋笼、安放导管进行灌注。停滞时间长时在下钢筋笼前使用钻机清孔。2.

12、3.2.斜孔原因分析钻机就位时机体不平；钻进过程中地层软硬不均，钻进过程中钻头偏向偏软地方，造成孔斜；地层分界面处钻进易产生斜孔，分界面有一定的倾角或岩层层理具有一定倾角都易造成斜孔。预防措施钻机就位时要使地基平整、稳固，钻进过程中保持钻机底座牢实、平稳；钻进过程中控制钻进速度，尤其是地层分界面处钻进，可有效预防孔斜；钻进过程中如发现卡钻现象或钻杆不垂直现象，或钻孔倾斜，需要回填重新处理。2.3.3.堵管原因分析隔水塞直径过大或过小，过大时在导管内易被卡住，过小时混凝土与泥浆在导管内混合，发生离析，导致堵管。混凝土的和易性不好或离析，导致堵管。混凝土中存在大块骨料或异物，导致堵管。导管漏水，混

13、凝土被水稀释，粗骨料与水泥砂浆分离，导致堵管。长时间停滞灌注，表层混凝土已经初凝，失去流动性，导致堵管。预防措施使用合格的软质隔水塞（如球胆、篮球），直径比导管内径小12cm。每车混凝土都进行质量检查，不合格混凝土严禁入孔。在小料斗上安置过滤筛，防止大块骨料或异物进入导管。导管使用前进行水密性试验，使用时经常检查导管，上好密封圈，连接丝扣上紧。保证混凝土供应，尽量缩短混凝土灌注时间。发生堵管时，可在孔口振动导管，若还不能解决，只能拔出导管，经采取有效措施后重新下入，进行二次初灌。2.3.4.导管漏水原因分析导管连接处没有使用密封圈或破损，导致导管漏水。导管壁磨损出小洞，导致导管漏水。埋管深度计

14、算错误，拔管过多，造成导管进水。初灌量不足，埋管过少，泥浆自导管底部侵入。预防措施下导管时注意检查密封圈，不合格的密封圈不得使用，并在每个节头处上齐两道密封圈。经常检查导管，按要求对导管进行试压，发现磨损立即修理或更换。严格计算程序，由专人负责导管埋深的计算，技术人员经常检查施工记录，防止计算错误。严格按照计算初灌量进行施工，本工程初灌方量要求为3.07m3，初灌量可以满足要求。2.3.5.钢筋笼位置偏差过大原因分析钢筋笼定位夹放置不符合要求，导致钢筋笼平面位置偏差过大。钢筋笼吊钩长度计算错误，导致钢筋笼竖向位置偏差过大。钢筋笼掉落孔内没有发现导致钢筋笼竖向位置偏差过大。预防措施严格控制定位夹

15、位置尺寸，以固定钢筋笼的平面位置。两人以上检查吊钩长度，保证计算正确。使用双吊钩固定钢筋笼，防止钢筋笼掉落。2.3.6.塌孔或缩颈原因分析孔内缺浆。泥浆性能不好。钻进方法不正确。成孔后停滞时间过长，没有进行灌注。相邻施工的桩间距太近。预防措施孔口设置围堰，并保证围堰内充满泥浆。经常检测泥浆性能，并保持泥浆性能指标。按操作规程和施工组织设计规定的施工工艺施工。成孔后立即进行钢筋笼安放及导管下设工作，缩短终孔至灌注混凝土间的时间，停滞时间长时使用钻机进行扫孔。调整好施工顺序，适当加大相邻桩位施工时间间隔。2.3.7.钢筋笼下放不到位原因分析孔斜。钢筋笼变形。钢筋笼连接时不顺直。预防措施钻机就位时平

16、直稳固，变层时适当放慢进尺，时刻注意钻机竖直仪表，使钻具垂直下放。钢筋笼运输采用专门钢筋笼运输车，起吊时采用三点起吊，防止钢筋笼在运输和起吊过程中发生永久变形。钢筋笼连接时在相互垂直的两个方向观察钢筋笼是否竖直，保证连接后的钢筋笼顺直。2.3.8.成孔时应注意的问题钻机就位时必须平正、稳固，钻塔应垂直，以免造成桩孔的偏斜，钻进时应时刻注意钻机的自动调控装置，以保证钻孔质量。时刻注意孔内泥浆面的位置，严格控制泥浆液面。控制好泥浆液面对钻孔的稳定极为重要，钻孔一旦缺浆，造成钻孔坍塌，将造成无法挽回的损失。钻进时进尺要慢，每回次进尺不超过50cm为宜，若进尺快，钻头被压入泥中，钻头和泥土将结合成一个

17、整体，提钻时形成活塞效应容易将孔壁吸塌。经常检查钻头的磨损和连接部位，及时补焊，以保证钻头直径和防止钻头或钻头底盖掉入孔内。如果孔口回填不密实，防护口管外面没有完全封闭，导致防护口管内外串浆，很容易造成塌孔；经常检查钻头直径，确保钻头直径不小于设计要求的孔径。控制沉渣不大于10，采用以下措施处理：调整泥浆参数，适当增加泥浆比重和粘度，以增加泥浆的悬浮能力，灌注后回收的泥浆必须经过净化处理，以减少泥浆的含砂率等性能。对所使用的挖砂钻头要勤检查，确保在挖砂过程中不漏砂，从而有效控制孔内泥浆的含砂量。导管下设完成后若测量出孔底沉渣超标，要采取有效的清孔措施，从而解决沉渣问题。2.3.9后压浆中注意的

18、问题压浆直管焊接质量要求焊接密封，不能存在漏焊现象和砂眼，防止砼灌注时水泥浆液流入压浆管内，导致将压浆管封堵。压浆时严格控制压浆压力。3.各种保证措施3.1 质量控制3.1.1. 后压浆旋挖钻孔灌注桩施工重点控制的环节及措施重点控制环节及控制措施施工环节技 术 质 量 控 制 要 点主 要 措 施原材料材料规格型号是否与要求相符；原材料质量是否符合国标、行业规范或业主要求；材料员和质检员对进场材料加强检查，核对型号；会同业主现场代表和监理工程师按照规范要求按批次进行取样送往有相应资质试验室进行试验；测量放线轴线控制网偏差；桩位偏差使用检定合格测量仪器；逐级复测；业主及监理工程师验收。成 孔防护

19、口管下设深度、垂直度及偏差桩位偏差； 桩径；成孔深度； 孔垂直度；孔底沉渣。技术员检查；严格控制钻头直径；先行自检，然后由质检员检查，合格后报监理工程师验收。钢筋笼制 作钢筋质量；钢筋焊接质量；笼长偏差；笼径偏差；主筋间距；箍筋间距严格控制进场材料，按要求采样试验；用钢尺丈量方法检查；逐级验收制度，最终报监理工程师验收。水下砼灌 注灌前沉渣厚度；钢筋笼安放；导管密封性及埋置深度；桩顶超灌量；防护口管的提拔；逐级检查；严格控制导管埋深，最大按6.0米控制，最小不少于2.0米；砼面测量用2点测量；桩顶超灌量不少于设计及规范要求。后压浆压浆压力；水泥用量为1.01.5t；压浆最大压力。技术人员检查；

20、严格控制压浆量和最大压力；严格按作业指导书操作。3.1.2钢筋笼制作允许偏差钢筋笼制作允许偏差项 目允许偏差项 目允许偏差主筋间距±10mm搭接双面焊长度5d箍筋间距±20mm搭接单面焊长度10d钢筋笼径±10mm焊缝宽度0.7d钢筋笼长度±50mm焊缝厚度0.3d5.1.3 测量放线允许偏差项 目允许偏差项 目允许偏差单排桩位10cm群桩桩位允许偏差15cm单排桩位测量1cm群桩桩位测量2cm3.1.4 成孔护壁泥浆配置标准参数 制备泥浆（原浆）参数项 目参 数测定方式比重1.051.10泥浆比重计粘度1720s漏斗粘度计含砂量2%含砂量测定仪PH值7

21、9PH广泛试纸3.1.5成孔质量验收成孔完成后由监理工程师进行验收，验收合格后进入下一道工序施工。成孔验收标准见下表成孔验收指标及偏差要求防护口管埋设偏差(mm)孔径(mm)孔深(mm)沉渣厚度(mm)灌注前泥浆指标比重砂率粘度20不小于设计孔径不小于设计深度设计图纸要求或1001.151.258%1822 s设计图纸无要求3.1.6 钢筋笼安放偏差横向偏差20mm 竖向偏差50mm3.1.7 清孔后泥浆指标标准要求：清孔后的泥浆指标试验项目孔底沉渣粘度比重砂率指标设计图纸要求或10cm1822s1.51.258%设计图纸无要求3.2 安全措施施工现场的泥浆池周围设置铁丝网护栏和警示标志、灯光。所有施工用电均设置三级漏电保护装置。场区显眼位置布置安全标语口号、安全标识。凡进入施工现场的工作人员必须戴安全帽，穿工作服、工作鞋，戴防护手套。非施工人员进入施工现场必须佩带安全帽。特种工作持证上岗。夜间作业，施工现场必须有足够的照明度。在危及人身安全的设备(如配电盘等)旁设立醒目标志，严禁人员靠近、跨越，严禁在配电盘附近挡风避雨。灌注桩施工时，操作人员和孔口人员应集中精力，严禁进入吊车回转半径内走动